Transceivers 1.6T : tendances du marché, moteurs et opportunités futures

À mesure que les modèles d’IA et d’apprentissage automatique continuent de croître, le besoin de connexions haut débit dans les centres de données augmente. Prenons le NVIDIA GB200 NVL72, par exemple. Le débit d’un seul GPU est de près de 800 milliards de bits par seconde, ce qui exerce une pression beaucoup plus forte sur le réseau.

Avec une telle activité, les structures réseau traditionnelles ne peuvent souvent pas gérer de manière fiable les interactions de données à grande échelle. Si la bande passante ne suit pas la croissance de la puissance de calcul, cela peut créer un goulot d’étranglement, ce qui ralentit l’efficacité. La bande passante du réseau doit également être augmentée. Cela facilite l’utilisation de solutions de connexion plus rapides, comme 1.6T.

Facteurs moteurs du développement 1.6T

Avec l’expansion continue des modèles à grande échelle et des centres de données hyperscale, les produits liés au 1.6T connaissent une fenêtre de croissance importante. Parmi eux, les modules optiques 1.6T deviennent progressivement un composant clé de l’infrastructure informatique de nouvelle génération. Leur développement n’est pas porté par un seul facteur, mais plutôt par une combinaison de facteurs.

Augmentation de la demande en puissance de calcul pour l’IA

Les scénarios d’entraînement et d’inférence à grande échelle relèvent constamment le seuil de puissance de calcul, augmentant ainsi la demande en bande passante réseau. En prenant comme exemple les serveurs d’IA de nouvelle génération, la demande d’interconnexions optiques haut débit dans un seul système a atteint un niveau élevé. Par exemple, un serveur NVIDIA GB200 dans des configurations extrêmes peut nécessiter des dizaines de modules optiques 1.6T. Cette échelle de déploiement stimule directement la chaîne industrielle.

Mises à niveau continues de l'architecture des centres de données

Les fournisseurs de cloud continuent d’investir davantage dans les centres de données d’IA, ce qui amène l’architecture réseau globale à utiliser davantage de bande passante. À mesure que la technologie progresse, modules optiques 1.6T deviennent des composants essentiels, en particulier dans les clusters d’IA à grande échelle et les mises à niveau de réseau.

Le marché entre dans une phase de croissance accélérée

Du point de vue du marché, l’échelle globale des modules optiques de communication de données est entrée dans une phase de croissance. La taille du marché mondial a continué de s’étendre au cours des dernières années et devrait maintenir un taux de croissance élevé dans les années à venir. Plus précisément dans le secteur 1.6T, la demande augmente également rapidement et devrait atteindre plusieurs millions à court terme, la valeur du marché progressant en parallèle. Dans certains modèles de prévision, cette échelle pourrait même encore s’étendre, démontrant un fort potentiel de croissance.

Présentation de la technologie 1.6T

L'IA, l'apprentissage automatique et le calcul haute performance repoussent continuellement les limites des exigences en matière de bande passante et de latence. Par conséquent, l'interconnexion 1.6T est passée d'une « mise à niveau optionnelle » à une orientation claire d'évolution. Cependant, le doublement de la bande passante exerce également une nouvelle pression sur la consommation d'énergie, la dissipation thermique et l'intégration des dispositifs.

Débit et méthodes de modulation

Du point de vue des paramètres de base, 1.6T correspond à une bande passante totale de 1600Gbps. Actuellement, l’approche de mise en œuvre courante s’articule autour de 200G par canal, en utilisant 8 chemins parallèles pour réaliser l’assemblage de la bande passante globale (8×200G). Cela signifie également que 200G/lane devient un nœud technologique clé à ce stade.

Formats de conditionnement

Les formats de modules varient considérablement. La plus grande taille de l’OSFP-XD lui donne davantage de marge pour la dissipation thermique et la conception structurelle, permettant des DSP et des moteurs optiques plus complexes. Il occupe actuellement une position dominante et constitue la meilleure solution pour résoudre les problèmes de forte consommation d’énergie engendrés par le 1.6T.

En comparaison, QSFP-DD peine à cette vitesse. Limité par sa taille, il dispose d’une faible marge en matière de consommation électrique et de dissipation thermique, et il est actuellement principalement étudié dans quelques scénarios à courte distance, ses perspectives d’application globales restant quelque peu incertaines.

Évolution des feuilles de route de la technologie optique

Dans les scénarios de transmission à moyenne et longue distance, les solutions monomodes restent la norme, les technologies de base se concentrant principalement sur le choix entre EML et photonique sur silicium (SiPh). L’EML, en tant que solution plus mature, présente des avantages en matière de stabilité, tandis que la photonique sur silicium offre un potentiel plus important en matière d’intégration, de consommation d’énergie et de maîtrise potentielle des coûts, devenant ainsi un domaine d’investissement clé pour les principaux fabricants.

Pendant ce temps, la technologie s’améliore également. Certaines de ces technologies sont LPO (Module optique à entraînement direct linéaire) et CPO (Co-Packaged Optics). Le LPO a déjà commencé à passer de la théorie à la pratique, tandis que le CPO en est encore aux premières étapes et devrait progressivement entrer dans des programmes pilotes au cours des prochaines années. Il est clair que ces technologies sont conçues pour répondre à l’équilibre crucial entre consommation d’énergie et bande passante à l’ère du 1.6T.

Aperçu et répartition sectorielle des modules optiques 1.6T

Après avoir clarifié la vitesse, le format de boîtier et les principales technologies optiques du 1.6T, la question suivante, plus pratique, est la suivante : comment traduire ces technologies en formes de produits concrètes ? Les différences dans les combinaisons technologiques et les priorités de conception ont donné lieu à différents types de modules optiques 1.6T, chacun faisant des compromis en matière de consommation d’énergie, de dissipation thermique, de distance de transmission et de coût. Comprendre ces formes de produits permet de saisir plus intuitivement l’orientation actuelle du développement de la technologie 1.6T.

Formes de produits de modules optiques et implantation des fabricants

Du point de vue de la répartition du marché, les différents types de modules optiques 1.6T correspondent souvent à différents scénarios d'application. Par exemple, les solutions d'interconnexion courte distance à haute bande passante mettent l'accent sur la densité des ports et la vitesse, tandis que les scénarios moyenne et longue distance se concentrent davantage sur la consommation d'énergie et la stabilité de la transmission. Sur la base de leur accumulation technologique et de leur positionnement sur le marché respectifs, les fabricants grand public présentent des stratégies différenciées dans la planification des produits, développant divers produits en parallèle, des interconnexions courte distance à haute densité aux solutions monomodes à faible consommation.

Cette répartition montre clairement les choix des fabricants en matière de voies technologiques. Elle montre également que le marché du 1.6T est encore en évolution, avec différentes solutions toujours en cours de test.

Le rôle complémentaire des solutions de câblage

Les câbles sont tout aussi essentiels que les modules optiques eux-mêmes dans le système 1.6T. La conception de câbles haut débit en fibre ou en cuivre influe directement sur la bande passante du système, la latence de la liaison et la consommation électrique globale. Il est clair que certains fabricants développent des produits de câblage liés au 1.6T pour compléter les modules optiques et fournir des solutions d’interconnexion plus complètes pour différents scénarios.

Prise en charge clé par les puces optiques en amont

La technologie des puces optiques joue un rôle fondamental dans les performances globales plus en amont. À l’étape 1.6T, les modulateurs haut débit, les solutions de photonique sur silicium et les lasers EML affectent directement la bande passante, la consommation d’énergie et la distance de transmission du module. Les principaux fabricants de puces optiques lancent des solutions pour différents scénarios d’application afin de prendre en charge des exigences d’interconnexion de spécification plus élevée autour de ces composants clés.

Des puces aux modules, puis à la coordination globale au niveau du système, une structure de chaîne industrielle relativement complète s’est progressivement formée, ce qui reflète également la pénétration continue de la technologie 1.6T dans les scénarios d’IA et de calcul haute performance.

Principaux groupes de clients pour la demande 1.6T

Actuellement, les forces motrices du développement de la puissance de calcul 1.6T se concentrent principalement chez les demandeurs de puissance de calcul représentés par les centres de données d’IA, et les systèmes de calcul intensif privilégient la densité de bande passante et les performances de latence.

Les demandeurs de puissance de calcul, représentés par les grands fournisseurs de cloud et les plateformes d’IA, relèvent continuellement leurs exigences en matière d’interconnexion réseau. Des entreprises comme OpenAI, Microsoft, Google, Meta, Amazon, ainsi que des acteurs nationaux tels qu’Alibaba, Tencent et ByteDance, augmentent toutes continuellement leurs investissements dans la construction d’infrastructures d’IA.

Par exemple, les plans publiquement divulgués de Meta mentionnent que ses centres de données IA de nouvelle génération adopteront une conception de type cluster au niveau du rack, ce qui augmentera considérablement leur dépendance à l’interconnexion à haut débit. Par exemple, Microsoft et OpenAI font progresser la construction de plateformes de calcul à très grande échelle pour l’entraînement de grands modèles de nouvelle génération, ce qui entraînera presque inévitablement l’introduction de capacités d’interconnexion de spécification supérieure côté réseau. Les clusters TPU de Google et le système d’instances correspondant aux puces développées en interne par AWS font également constamment augmenter les besoins en bande passante. Ces scénarios fournissent essentiellement un espace d’application réel pour le 1.6T.

Dans l’ensemble, ces clients ont un besoin très direct de bande passante élevée et de faible latence, ce qui se traduit le plus facilement par une pression pour mettre à niveau les modules optiques, les câbles et les puces associées.

Tendances futures et défis actuels

Orientation de l’évolution technologique

Les débits plus élevés restent le thème principal évident. Alors que le 1.6T est progressivement mis en œuvre, des spécifications supérieures telles que le 3.2T sont entrées dans la phase de R&D. Le rythme global n’a pas ralenti, mais continue au contraire de progresser afin de répondre à la demande toujours croissante de transmission de données.

La pression est également évidente en matière de coût. Les solutions de câbles en cuivre ont toujours été moins chères sur de courtes distances. Cela a contraint les fabricants de modules optiques à se concentrer davantage sur la maîtrise des coûts ainsi que sur les performances. Le plus important est de « réduire les coûts sans affecter fortement les performances ». Cela inclut notamment l'amélioration de l'efficacité des processus, la gestion des chaînes d'approvisionnement et le choix des meilleures orientations technologiques.

Le champ d’application s’élargit également progressivement. Outre les centres de données traditionnels et les scénarios d’IA, les modules optiques commencent à entrer dans les communications automobiles, la 5G et certains domaines interdisciplinaires plus spécialisés. Les formes de produits deviennent plus diverses, et certaines solutions plus intégrées émergent progressivement.

Impact sur l’industrie et rythme de développement

À mesure que le parcours technologique devient plus clair et que la coopération dans la chaîne d’approvisionnement s’accélère, le 1.6T n’est pas seulement une simple étape de mise à niveau de la bande passante, mais transforme aussi discrètement le paysage du secteur. Les fabricants disposant d’une accumulation technologique et de capacités de production de masse sont plus susceptibles de creuser l’écart, et la concentration du marché pourrait encore augmenter. Parallèlement, les composants et puces en amont seront également stimulés. L’avancement du 1.6T impose des exigences plus élevées aux composants optiques clés, ce qui favorise à son tour des percées dans les technologies connexes. Ces changements se répercuteront ensuite côté système, notamment sur le rythme de construction des centres de données et la mise en œuvre des applications d’IA.

À l’heure actuelle, le 1.6T est encore en phase de transition, passant d’une adoption par quelques personnes à une utilisation par un grand nombre. À mesure que le marché se développe, cette spécification devrait être utilisée de plus en plus au cours des prochaines années, ce qui contribuera à faire évoluer encore davantage la communication optique.

Risques et incertitudes potentiels

Tout en reconnaissant le potentiel de croissance du 1.6T, certains risques pratiques ne peuvent être ignorés. Ces facteurs influeront, dans une certaine mesure, sur la rapidité des avancées technologiques et sur la rentabilité du marché.

À l’heure actuelle, l’écosystème, qui est principalement composé de solutions enfichables, est assez stable. Mais si de nouvelles formes comme le CPO commencent à être davantage utilisées, cela pourrait affecter les trajectoires technologiques existantes. Lorsque l’industrie change d’orientation, les investissements et l’organisation de la chaîne d’approvisionnement devront être ajustés. Ces changements se produisent souvent rapidement et ont un impact direct sur l’industrie.

Avec l’augmentation du nombre de fabricants participants, la pression sur les prix est presque inévitable. En référence au marché 800G existant, les prix diminuent d’année en année. Les prix du 1.6T sont actuellement encore relativement élevés, mais avec l’augmentation de la capacité de production et de l’échelle, une baisse des prix n’est qu’une question de temps, et la concurrence entre fabricants s’intensifiera en conséquence.

Au niveau des composants clés, certaines puces optiques haut de gamme dépendent encore de fournisseurs externes, comme les composants liés à 200G PAM4. Les fluctuations de l’environnement externe pourraient affecter l’offre, exerçant une pression sur les calendriers de livraison et la maîtrise des coûts.

Le marché actuel dépend beaucoup de quelques grands clients, en particulier de grands fournisseurs de cloud en Amérique du Nord. Des changements dans la façon dont ces clients achètent des produits ou dans l’environnement extérieur pourraient faire fortement fluctuer le nombre de commandes. Cela aurait une incidence directe sur la capacité des fabricants à bien faire leur travail.

Conclusion 

À mesure que l’entraînement et l’inférence de l’IA montent en puissance, les exigences en matière de bande passante et d’efficacité énergétique dans les centres de données hyperscale augmentent également. Les modules optiques 1.6T deviennent progressivement un nœud clé du système d’interconnexion optique de nouvelle génération. Du point de vue de l’évolution technologique, l’industrie tente de trouver un nouvel équilibre entre des débits plus élevés, une consommation d’énergie plus faible et les coûts, en se concentrant sur OSFP-XD, CPO et l’intégration de la photonique sur silicium.

À en juger par le rythme de déploiement, au cours des deux à trois prochaines années, à mesure que la technologie se stabilisera et que la capacité de production s’accélérera, le 1.6T devrait connaître un déploiement rapide dans les clusters d’IA, les centres de données cloud et les scénarios de calcul haute performance. La tendance générale est assez claire—il ne s’agit pas seulement d’une continuation naturelle du 800G, mais aussi d’un choix réaliste pour réaliser des interconnexions à haute bande passante à l’ère de l’IA.

Le véritable tournant n’est peut-être pas « qui le construit en premier », mais plutôt qui peut maîtriser les performances, les coûts et l’échelle dans une fourchette relativement raisonnable. À cet égard, des fabricants comme QSFPTEK déploient déjà des modules optiques 1.6T et des produits d’interconnexion associés, en essayant de trouver un équilibre plus adapté entre la connectivité à haute bande passante et la construction de l’infrastructure afin de soutenir l’expansion continue des plateformes de calcul IA ultérieures.